【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真複写機、同プリンタ等の画像形成装置のクリーニング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような周知の画像形成装置のクリーニング装置において、転写時に感光体表面に形成されたトナー像のトナーをすべて転写材に転写させることは困難で、若干のトナーが感光体上に残ることを避けられない。また、転写材が感光体に接するために生じる転写材粉なども感光体上に付着する。このため転写後も感光体上に残るトナーや転写材粉（以下、これらをまとめて転写残現像トナーとする）を転写の都度充分にクリーニングする必要がある。
【０００３】
このためのクリーニング手段としては従来から種々なものが提案されているが、ゴム等の弾性材料からなるクリーニングブレードのエッジを感光体に当接させて転写残トナーを掻き落とし除去するようなものが、構成が簡単で低コストであり転写残トナー除去機能も優れているので、すでに広く実用されていることはよく知られているとおりである。
【０００４】
図１は周知のクリーニング装置の一例を示すもので、紙面に垂直方向に軸線を有し、周辺に帯電器、現像器、転写手段等を配設した（図中では省略してある）回転円筒状の感光体２にクリーニング装置が近接配置してある。
【０００５】
前記クリーニング装置は、感光体２一方向に開口部を備えたケーシング１４を有しており、該開口部に、ウレタンゴム等からなるクリーニングブレード１５の一つの端縁が取着してあり、該ブレードの端縁の一つのエッジが感光体２に当接しており、不図示の転写部位において発生した転写残トナーがクリーニングブレード１５のエッジ部位に達するとこれによって掻き落とされる。
【０００６】
さらに、クリーニング効率を向上させるためにクリーニングブレード上流側にさまざまな補助部材を用いたものが知られている。クリーニングローラーをクリーニング部上流に配置し、当接させることでクリーニング効果を促進すると共に感光体表面の汚染を防止したもの（例えば特開平８−３２８４４１）やファーブラシを当接させ回転させることでトナーの掻き取り効果を促進させるものなどである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、電子写真複写機・同プリンタの高画質化、高速化、高安定化を目的として感光体表面を硬化した感光体を用いることが有効であることが知られている。具体的には、不飽和重合性官能基をもつ化合物が正孔輸送化合物を重合或いは架橋し、硬化させた感光層からなる感光体や、感光体表層がアモルファスシリコンからなる感光体などである。
【０００８】
これらの感光体を帯電器によって帯電する場合、コロナ放電器によるものや、感光体に電圧を印加した帯電部材を当接させて感光体の帯電を行うもの（特開昭５７−１７８２６号公報、特開昭５８−４０５６６号公報等）が提案され、かつ実用化されている。しかし、いずれの場合も放電現象によって感光体表面上に窒素酸化物（ＮＯｘ、 ＮＨ３ＮＯｘ等）、ケイ素酸化物（ＳｉＯｘ）或いは硫化酸化物（ＳＯｘ）等の汚染物質が生成し、感光体表面に付着する現象が生じる。これら汚染物質は、感光体が非常に硬質な場合、感光体表面材自身がクリーニングブレード等により、削られることなく汚染物質が堆積することに起因する種々の問題が生じている。具体的には、汚染物質が低抵抗物質であるために感光体表面の抵抗値を低下させることによる画像流れや、該汚染物質は吸湿性が高く水分と反応すればさらに感光体表面とクリーニングエッジ部の摩擦力を増大させ、クリーニング不良（ブレード鳴き、ビビリ、捲れ等）やクリーニングエッジ部に損傷を引き起こす問題等が懸念されていた。
【０００９】
この問題に対処するためには、クリーニングブレードエッジ部の安定性を長期にわたって確保することが必要である。具体的には、感光体表面の汚染を防止することでクリーニングブレードと感光体表面と生じる摩擦力を軽減することと、クリーニングブレードエッジ部に潤滑剤を常時供給することである。
【００１０】
そのためにクリーニングブレード補助部材として、さまざまな提案がなされてきている。例えば、汚染物質を除去するためにクリーニングブレードに研磨剤を含有した層をエッジ部近傍に設けることによって、研磨機能を持たせたものやスポンジローラーに研磨剤を含有することによって研磨効果を促進させたものが知られている（例えば特開平１−１９８７４）。しかし、環境等の変化により汚染物質が感光体表層に付着しにくいような状況下では、汚染物質だけでなく感光体表層までも研磨してしまい、画像のみだれや感光体自身の寿命を低減してしまうという問題があった。さらに感光体表面に付着した汚染物質を研磨することで、感光体とクリーニングブレードの摩擦力は低減できてもクリーニングエッジ部に潤滑剤が供給されないことで、クリーニングブレードの挙動が不安定になりクリーニングブレードのびびりや鳴き、めくれなどによる画像不良問題の発生が懸念されていた。
【００１１】
一方、クリーニングブレードのエッジ部の安定性を目的として、クリーニングブレードのエッジ部近傍に潤滑剤を供給し、潤滑機能を持たせたものなども知られている。しかし、硬質な感光体表面上では、放電現象による汚染物質は放電時間に比例して増加するために、潤滑性を持たせても鳴き、ビビリなどのクリーニング不良とともに摩擦力増大によるクリーニングブレードエッジ部損傷等のクリーニング不良などが懸念されていた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような事態に対処すべくなされ、画像形成装置のクリーニング補助装置で、クリーニングブレードにより転写残トナーを感光体から掻き取るように構成したものにおいて、粒径と形状の異なる２種類の研磨剤微粒子をスポンジローラーに含有させることによって、放電現象による汚染物質を除去する研磨機能とクリーニングブレードエッジ部への潤滑剤供給機能をもちあわせるようにしたものである。本発明における概要図を図３に示す。
【００１３】
本発明におけるスポンジローラーは、像担持体表面に当接するクリーニング手段の上流側及び下流側の一方または両方で感光体に当接し、像担持体に対して回転速度差を有して回転する研磨手段である。
【００１４】
スポンジローラー材質はゴム材及び発泡材が好ましい。ゴム材質としてはＥＰＭ、ＥＰＤＭ、ノルボーネンゴム、ＮＢＲ、クロロプレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、ＳＢＳ及びＳＥＢＳ等が適している。発泡材としてはポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエステル及びウレタン等が適しており、これを発泡させた柔軟で低比重なものを用いる。発泡材の気泡部には空気、窒素及びアルゴンガス等を封入することができる。
【００１５】
研磨剤としては粒径と形状の異なる２種類の金属酸化物のものを用いる。具体的には、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化鉄、フェライト等の一種又は二種以上の組合せで用いる。
【００１６】
研磨機能を促進させる研磨剤は大粒径で不定形なものを、小粒径で球形の研磨剤は潤滑性供給部材として用いる。大粒径研磨剤の平均粒子径としては３〜１０μｍの範囲のものを用いるのが好ましく、小粒径研磨剤の平均粒子径としては０．１〜１μｍの範囲のものを用いるのが好ましい。
【００１７】
次に研磨剤粒子の形状について、表面形状球形度φ０を用いて述べる。表面積形状球形度φ０を以下のように定義する。
【外１】
【００１８】
ＢＥＴ比表面積の実測は、例えばＱＵＡＮＴＡＣＨＩＲＯＭＥ社製比表面積計オートソーブ１等を使用して計測する。本発明において、研磨機能を促進させる大粒形研磨剤の表面形状球形度φ０は０．３〜０．５であることが好ましい。感光体への放電生成物の付着を徐去するために、ある程度の凹凸を有した球状微粒子の方が効果が大きいと考えられる（図４（ａ））。逆に、潤滑機能を付与するための小粒径研磨剤としては、図４（ｂ）に示した如く研磨粒子表面に凹凸が少ないのが好ましく、φ０は０．９を超えており、１．０に近いのが好ましい。
【００１９】
スポンジローラーに含有する量としては、研磨剤の含有量とスポンジローラーの硬度が反比例することも考慮に入れ、研磨機能とスポンジ自身の寿命の観点から、スポンジローラーの重量に対して、研磨剤の量を大粒径、小粒径研磨剤それぞれ、１〜５ｗｔ％であることが好ましい。
【００２０】
本実施例の画像形成装置は、画像形成速度、すなわち感光体の駆動速度が周速１００〜３００ｍｍ／ｓｅｃで動作し、これに接触配置された研磨剤を含有したスポンジローラは、対感光体の周速−１００％〜２００％の速度で外部モーターを介して回転させ、３０〜３００ｇｆ／ｃｍの圧力で当接させることが好ましい。
【００２１】
本発明の作用を、研磨剤を選択的に含有したときの感光体あるいはクリーニングブレードに与える影響に着目して述べる。大粒径かつ不定形のみの研磨剤を含有したスポンジローラーを用いた場合、当接圧を変化させたときの感光体表面の接触角とクリーニングブレードの歪み量を図５に示す。スポンジローラーに研磨剤を含有することによって感光体表面の接触角を維持することができ、放電による汚染物質の付着を軽減していことを示している。その効果は当接圧に比例して大きくなる傾向が見られる。しかし、粒径の大きい研磨剤のみを含有したスポンジローラーの場合、当接圧Ｐ＞１００ｇｆ／ｃｍの時には感光体の周方向に研磨剤による傷あとがみられ、当接圧が大きすぎることを示している。クリーニングブレードのひずみ量については、研磨剤なしの場合よりも研磨剤を含有したときのほうがひずみ量は少なかった。これは研磨剤を含有することによる感光体表面の接触角の低下に起因する、クリーニングブレードとの摩擦力の低下によるものである。
【００２２】
次に、研磨剤として上記スポンジローラーに小粒径かつ球形のものを混ぜたものを含有したスポンジローラーを用いたときの同様の効果について調べた。結果を図６に示す。感光体表面の接触角はさらに低下傾向を示し、研磨力の増大を確認できた。このことは研磨剤をさらに混ぜたことによる研磨力の増大だけではなく、小粒径の研磨剤の働きが感光体表面の凹凸部分の細部に渡っていることも考えられる。クリーニングブレードのひずみ量を比較してみると、Ｐ＜８０ｇｆ／ｃｍではひずみ量低減の効果はわずかに見られる程度であったが、Ｐ＞８０ｇｆ／ｃｍでは大きな効果を示した。このとき、クリーニングブレードエッジ部近傍を観察したところ、現像剤と共に小粒径の研磨剤の存在を確認した。これは、小粒径を含有したスポンジローラーの表面が８０ｇｆ／ｃｍ以上の圧力で当接されたことによって削りとられ、その削り粉が感光体表面に付着することでクリーニングブレードエッジ部に供給され、潤滑剤として働くことで感光体とクリーニングブレードとの摩擦力はさらに低減され、その結果ひずみ量が小さくなったと考えられる。Ｐ＞８０ｇｆ／ｃｍのとき感光体表面の傷を観察したところ、スポンジローラーに含有した研磨剤に起因する傷は観察されなかった。これもクリーニングブレードのエッジ部と同様に、小粒径の研磨剤が潤滑剤としてスポンジローラーにも作用している結果であると推測できる。
【００２３】
次に本発明に用いる感光体について説明する。本発明の感光体の構成は導電性支持体上に感光層及び保護層をこの順に積層し、保護層が少なくとも硬化性樹脂、導電性粒子を含有しているものである。
【００２４】
本発明において、保護層に用いられる導電性粒子としては、金属、金属酸化物及びカーボンブラックなどが挙げられる。これらは単独で用いることも、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００２５】
本発明において用いられる導電性粒子の平均粒径は保護層の透明性の点で０．３μｍ以下、特に０．１μｍ以下が好ましい。
【００２６】
また、本発明においては、上述した導電性粒子の中でも透明性の点で金属酸化物を用いることが特に好ましい。
【００２７】
更に、感光体表面の滑り性を向上させるために、フッ素原子含有樹脂粒子を分散させることもできる。樹脂粒子の分子量や粒子の粒径は適宜選択することができ、特に制限されるものではない。
【００２８】
このフッ素原子含有樹脂を導電性粒子と共に樹脂溶液中で相互の粒子を凝集させないように、導電性粒子の表面をフッ素原子含有化合物等で表面処理することも可能である。表面処理を行うことにより、樹脂溶液中での導電性粒子とフッ素原子含有樹脂粒子の分散性を向上させることができ、さらに経時的に発生する２次粒子形成などがなく、分散安定性をも向上させることができる。
【００２９】
本発明においては、先にも述べたが、保護層用の結着剤樹脂としては、保護層の表面硬度、耐摩耗性、耐傷性の観点より硬化性樹脂を用い、電子線照射により硬化する。この硬化性樹脂は電子線のエネルギーで重合反応を起こす、官能基を有するモノマーまたはオリゴマーを指し、分子の構造単位の繰り返しが２〜２０程度の比較的大きな分子がオリゴマー、それ以下のものがモノマーとして定義される。
【００３０】
該重合反応起こす官能基としては、炭素−炭素二重結合を有する基、開環重合を起こすもの、または２種類以上の分子が反応して重合を起こすものなどが挙げられる。
【００３１】
特に、本発明においては、先に記載したものの中でも、硬化性樹脂としては、炭素−炭素二重結合を有するアクリロイルオキシ基（ＣＨ２ ＝ＣＨＣＯＯ−）又はメタクリロイルオキシ基（ＣＨ２ ＝Ｃ（ＣＨ３ ）ＣＯＯ−）を含んだ樹脂を用いることが好ましい。
【００３２】
本発明においては、前記したように、感光体の硬化性樹脂を電子線照射によって硬化する。電子線照射をする場合、加速器としてはスキャニング型、エレクトロカーテン型、ブロードビーム型、パルス型、ラミナー型などいずれの形式も使用することができる。電子線を照射する場合に、本発明の感光体においては電気特性及び耐久性能を発現させる上で照射条件が非常に重要である。本発明において、加速電圧は２５０ｋＶ以下が好ましく、最適には１５０ｋＶ以下である。また、線量は好ましくは１Ｍｒａｄから１００Ｍｒａｄの範囲、より好ましくは、３Ｍｒａｄから５０Ｍｒａｄの範囲である。加速電圧が上記以上であると、感光体特性に対する電子線照射のダメージが顕著になる。また線量が上記範囲よりも少ない場合には硬化が不十分となり、線量が多すぎる場合には感光体特性の劣化が起こる。
【００３３】
なぜ、導電性粒子を含有した硬化性樹脂で形成される保護層を電子線照射によって硬化した場合に良好な耐削れ性、耐傷性を示すかに関しては、明確な理由は判明していない。ただ、熱または紫外線と比較して、電子線が持つメリットから以下のように考えている。
【００３４】
熱硬化の場合は、保護層を完全に硬化するための熱量はかなり大きなものとなり、その熱が保護層下に存在する感光層自体を劣化させてしまうため、従来は十分な熱量を与えられないまま、保護層を形成してしまうため、保護層硬度が不十分であった。
【００３５】
紫外線を用いた場合には、導電性粒子が紫外線を吸収してしまい、導電性粒子付近の樹脂の硬化を阻害してしまうものと考えている。このため、従来は導電性粒子を分散した保護層の系では保護層内のミクロな部分での未硬化な部分が多数生じ、保護層の中での３次元的な架橋反応が止まってしまい、保護層全体のマクロな表面硬度も低下してしまうものと考えている。
【００３６】
また紫外線硬化系では、前記したように、硬化をするためには樹脂に対して、重合開始剤を併用する必要が有り、さらに導電性粒子などが混入しているような系では、大量の重合開始剤を添加しなければ硬度をあげることができないことが、本発明者らの検討で明らかになっている。逆に、導電性粒子のない樹脂に必要以上の重合開始剤が多量に混入している系は、その表面硬度が低下してしまうことも分かっており、導電性粒子分散系の保護層は重合開始剤の量の最適化を図ったとしても高硬度のものを得ることはできず、上記方法で作製された感光体は、耐削れ性、耐傷性が悪くなってしまうと考えられる。
【００３７】
これに対し、電子線照射により硬化する保護層には、重合開始剤を添加する必要がないため有利である。また照射エネルギーも紫外線にくらべ、非常に大きく、電子線の試料に対する、透過深さも非常に深いため、導電性粒子付近の樹脂の硬化も進み、保護層の高表面硬度化を達成でき、作製された保護層は耐削れ性、耐傷性が良好なものになると考えている。テーバー磨耗は０．４〜０．５（ｍｇ／１０００回転）であった。テーバー磨耗試験方法は、テーバー磨耗試験機（Ｙ．Ｓ．Ｓ．Ｔａｂｅｒ安田製作所製）の試料台にサンプルを装着し、２個の、表面にラッピングテープ（冨士写真フィルム製 品名：Ｃ２０００）を装着したゴム製の磨耗輪（ＣＳ−０）に各々荷重５００ｇをかけ、１０００回転後のサンプルの重量減少を精密天秤にて測定した。本発明においてはテーバー磨耗が０．１以下になると、感光体の表面性の問題からクリーニング性が悪化し、また、１．０以上になると膜厚変化による放電電流の振れが大きくなってしまうため帯電性が悪化する。よって感光体のテーバー磨耗値は０．１〜１．０の範囲に限定する。この感光体では、従来のＯＰＣドラムが５万枚あたり総膜厚の約１０〜４０％が削れるのに対し、上記材料を表層に持つことで１〜５％の削れに抑えることができた。
【００３８】
以下に、本発明で用いた感光体の感光層以下の構成について説明する。
【００３９】
本発明に関わる感光層以下の構成は、導電性支持体上に電荷発生物質を含有する電荷発生層及び電荷輸送物質を含有する電荷輸送層をこの順に積層した構成あるいは逆に積層した構成、また電荷発生物質と電荷輸送物質とを同一層内に混合分散した単層からなる構成のいずれかの構成をとることも可能である。
【００４０】
また、感光層は有機光導電材料でなく、無機光導電材料でもよく、たとえばＳｅ、Ａｓ２ Ｓｅ３ 、ａ−Ｓｉ、ＣｄＳ及びＺｎＯ２ 等を用いることも可能である。
【００４１】
ただし、電子写真感光体としての特性である残留電位などの特性を鑑みると、有機光導電材料の電荷発生層と電荷輸送層を積層した構成の機能分離型の感光体構成が特に好ましい。
【００４２】
本発明の電子写真感光体を製造する場合、導電性支持体としてはアルミニウム、ステンレスなどの金属や合金、紙、プラスチックなどが用いられるが、その形状は円筒状シリンダーまたはフィルムなど適用される電子写真装置に応じて任意のものとすることができる。また、非導電性支持体上に導電層を蒸着法やその他の方法で、別に設けることにより導電性支持体として用いてもよい。
【００４３】
本発明においては導電性支持体の上には、バリアー機能と接着機能をもつ下引き層を設けることができる。
【００４４】
下引き層は、感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、基体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良、感光層の電気的破壊に対する保護などのために形成される。これはそれぞれに適した溶剤に溶解されて支持体上に塗布される。その際の膜厚としては０．１〜２μｍ程度が好ましい。
【００４５】
本発明の電荷発生層に用いる電荷発生物質としては、セレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、各種の中心金属及び結晶系、あるいは特開昭５４−１４３６４５号公報に記載のアモルファスシリコーンなどが挙げられる。
【００４６】
電荷発生層は前記の電荷発生物質を０．３〜４倍量の結着剤樹脂及び溶剤によく分散し、分散液を塗布、乾燥して形成されるか、又は、前記電荷発生物質の蒸着膜等、単独組成の膜として形成される。その膜厚は５μｍ以下、特に０．１〜２μｍの範囲であることが好ましい。
【００４７】
電荷発生層上に形成する電荷輸送層は、前記した電荷輸送物質と適当な樹脂を溶剤に溶解することによって得られた溶解液を塗布し、乾燥し形成することが好ましい。上記樹脂としては広範囲なバインダー樹脂から選択でき、市販の樹脂、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂等を用いることが可能であるが、これらに限定されるものではない。これらは単独または共重合体ポリマーとして１種または２種以上混合して用いてもよい。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【００４９】
（実施例１）
図１は本発明に係る画像形成装置の概略断面図、図２は本実施形態に係るクリーニング装置の側断面図、図３本発明のスポンジローラーの模式図である。
【００５０】
（画像形成装置）
図１示す画像形成装置１は電子写真方式の複写機であって、図示しないコンピュータ等から送られた画像信号に従って記録媒体に画像を形成するものである。画像形成装置１の感光体２が帯電手段３によって一様に帯電され、これに画像信号にしたがってレーザ発振器４が光線を照射する。感光体２上の光線が照射された部分には静電潜像が形成され、現像装置５によって現像剤であるトナーにより現像されて可視像化される。
【００５１】
カセット６には記録媒体であるシートが積載されており、給送ローラ対７によって一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対８によって斜行を矯正された後に、感光体２に達する。感光体２に担持されているトナー像は転写手段９によってシートに転写され、搬送ベルト１０によって定着手段１１に送られ、熱と圧力を加えられることにより画像を定着した後に排出ローラ対１２によって機外に排出される。トナー像をシートに転写した後の感光体２上に残留したトナーはクリーニング装置１３によって除去され、感光体２は再び画像形成に供される。
【００５２】
（クリーニング装置）
図２に示す如く、クリーニング装置１３は感光体２側に開口部を有するケーシング１４を備えており、該開口部にウレタンゴム等からなるクリーニングブレード１５を支持部材によって取り付けている。クリーニングブレード１５はエッジ部を感光体２に当接しており、転写手段９において転写しきれなかった残留トナーがエッジに達するとこれにより掻き落とされる。ケーシング１４下部にはすくいシート１７を取り付けており、掻き落とされたトナーをケーシング１４内に落下させると共に、感光体２に大量に逆流することを防止している。
【００５３】
ケーシング１４内には残留トナーを排出するための搬送手段１８としてスクリューを配置しており、ケーシング１４内に落下した残留トナーを図の紙面に対し垂直方向に搬送してクリーニング装置１３から排出している。このように構成していることで、残留トナーによってケーシング１４内が残留トナーにより詰まることがない。
【００５４】
ここで、感光体２に対するクリーニングブレード１５の設定は、クリーニング性を決定する大きな要因となる。図３に示すように、クリーニングブレード１５を感光体２に当接する設定条件としては、当接圧と当接角度β、自由長Ｌ、クリーニングブレード１５の板厚ｔが挙げられる。今回は、感光体２に対してクリーニングブレード１５を２５ｇｆ／ｃｍの当接圧で当接した。クリーニングブレード１５の板厚は１．６ｍｍ，、自由長を５ｍｍとした。
【００５５】
請求項１での感光体を使用したとき、クリーニング性を維持するための感光体表面における水の接触角とエッジ部近傍に供給される現像剤および潤滑剤の量を調べた。使用環境は高温・高湿環境とし、紙の面積に対しての印字面積の割合を変化させての通紙試験をおこなった。スポンジローラーを当接していない状況下では、耐久枚数に比例して水の接触角度は低下し、初期の接触角度が９０度だったのに対して、一万枚の通紙試験後には７０度以下まで低下し、装置を一晩放置した後には画像流れが観察された。このときのクリーニングブレードのひずみ量も耐久枚数に比例して上昇し、一万枚耐久時にクリーニングブレードが当接方向に対して反転する“めくれ”が観察された。同様の検討について印字面積を変化させておこなったときの結果を図７に示す。感光体表面の水の接触角はいずれも同様に低下する傾向が見られたが、クリーニングブレードのひずみ量には変化が見られ、印字面積が８％以上ではクリーニングブレードエッジ部近傍に欠けが見られたものの、めくれは起こらなかった。このことから、請求項１での感光体におけるクリーニング条件として、クリーニングエッジ部近傍に供給される転写残現像剤の量が８％以上の印字面積であれば、エッジ部の挙動は安定化できることを示唆している。以上の検討より、請求項１における感光体を用いる時、クリーニング性を維持するためには通紙試験における水の接触角が７０度以上、クリーニングエッジ部に供給される、転写残現像剤の量が８％印字面積以上に相当する、感光体との摩擦力、クリーニングブレードの挙動安定性が必要である。
【００５６】
次に本発明におけるスポンジローラーが上記の条件を満たす効果があるかどうか、２種類の研磨剤を含有したスポンジローラーを用いて、複写機「商品名：ＣＰ６６０（キヤノン社製）」による、常温常湿（２４℃、相対湿度５５％）と高温高湿（３０℃、相対湿度８０％）での通紙一万枚の耐久試験をおこなった。
【００５７】
本実施例を用いたスポンジローラーを図３に示した。外径は直径１６ｍｍとし、スポンジローラーを巻きつけるための芯金の太さは１０ｍｍとした。スポンジローラーの材料はポリウレタンンゴムを使用し、独泡タイプのものを使用した。研磨剤としてはアルミナの粉末をスポンジローラーの含有して使用した。粒径の大きさは研磨機能を促進する大粒径のものが直径０．１〜０．５μｍ、研磨・潤滑性を付与する小粒径のものが直径３〜１０μｍの範囲からなるものを使用し、スポンジローラーとの重量比で３％ずつ混入した。物性値はＪＩＳの加硫ゴムの試験方法にしたがって実測したところ、アスカーＣ硬度で４０°であった。このスポンジローラーを圧力１００ｇｆ／ｃｍで当接して感光体回転速度に対して１５０％で回転させた。
【００５８】
サンプル画像には５％印字面積のものを使用し、スポンジローラーなし、大粒径のみの研磨剤を含有したスポンジローラー、大粒径と小粒径の研磨剤を含有したスポンジローラーにおいてそれぞれ通紙試験を行なった。感光体表面の水の接触角は図８（ａ）に示すように耐久枚数の増加とともに徐々に低下する傾向を示した。スポンジローラーを当接していない場合だと、接触角の低下は大きく、７０度を下回る２５００枚から装置を一晩放置した後に画像流れが発生し、７５００枚においてはクリーニングブレードのめくれが発生した。研磨剤入りスポンジローラーを用いると通紙試験初期には接触角の低下が見られたものの、その後は一定となり７０度以上を維持することができ、装置を一晩放置した後でも画像流れはみられなかった。
【００５９】
クリーニングブレードの歪み量については、図８（ｂ）に示すように、いずれの場合も耐久枚数の増加とともに比例して大きくなる傾向は変わらないが、大粒径研磨剤を含有したスポンジローラーに対して、小粒径研磨剤も含有したスポンジローラーの方が大きな効果を示した。絶対値を比較してみても、８％印字面積相当のサンプルで通紙試験を行なったときよりも歪み量は小さく、小粒径の研磨剤を含有することで潤滑効果が大幅に増大したことを示している。クリーニングブレードのエッジ部分を顕微鏡で観察してみても、一万枚耐久後において十分な潤滑剤が残留していることを確認した。
【００６０】
以上の結果より、大小の粒径の研磨剤を含有したスポンジローラーを用いることによって請求項１での感光体を用いた時のクリーニング条件を満たすに十分の特性を得ることができることがわかった。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、放電現象により感光体表面上に付着する汚染物質を除去する効果をもつ大粒径の研磨剤と、クリーニングブレードエッジ部に潤滑特性を付与する小粒径の研磨剤とをそれぞれ含有したスポンジローラーを用いることによって、感光体上の汚染物質を掻き取る能力が高く、且つクリーニング能力も高いために、感光体の長寿命化と高安定化を達成するとともに、クリーニングブレードの長寿命化をも維持するのに資するところが大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図
【図２】本発明の実施例たるクリーニング部材の説明図
【図３】本発明のスポンジローラー模式図
【図４】本発明の作用を説明するための実験結果
【図５】本発明の作用を説明するための実験結果
【図６】本発明の作用を説明するための実験結果
【図７】本発明の作用を説明するための実験結果
【図８】本発明の作用を説明するための実験結果
【符号の説明】
２ 感光体
１３ クリーニング装置
１４ ケーシング
１５ クリーニングブレード
１５ａ 支持部
１５ｂ 研磨剤層
１５ｃ 潤滑剤層
１６ すくいシート
Ａ 感光体移動方向
１７ 芯金
１８ スポンジ
１９ 研磨剤[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cleaning device for an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine and a printer.
[0002]
[Prior art]
In the above-described cleaning device of the image forming apparatus, it is difficult to transfer all of the toner of the toner image formed on the surface of the photoconductor to the transfer material at the time of transfer, and it is difficult for a small amount of toner to remain on the photoconductor. Inevitable. Further, transfer material powder and the like generated when the transfer material comes into contact with the photoreceptor also adhere to the photoreceptor. Therefore, it is necessary to sufficiently clean the toner and the transfer material powder remaining on the photoreceptor even after the transfer (hereinafter, these are collectively referred to as a transfer residual developing toner) every time the transfer is performed.
[0003]
Various cleaning means have been proposed for this purpose, but one in which an edge of a cleaning blade made of an elastic material such as rubber is brought into contact with a photoconductor to scrape off and remove transfer residual toner. It is well known that the device is widely used because of its simple structure, low cost and excellent transfer residual toner removing function.
[0004]
FIG. 1 shows an example of a well-known cleaning device, which is a rotating cylinder (not shown in the drawing) having an axis in a direction perpendicular to the paper surface, and having a charger, a developing device, a transfer means, etc. disposed around the periphery. A cleaning device is arranged close to the photoconductor 2 in the shape of a circle.
[0005]
The cleaning device has a casing 14 having an opening in one direction of the photoreceptor 2, and one edge of a cleaning blade 15 made of urethane rubber or the like is attached to the opening. One edge of the edge of the blade is in contact with the photoreceptor 2, and the untransferred toner generated at a transfer portion (not shown) is scraped off when reaching the edge portion of the cleaning blade 15.
[0006]
Further, there is known one using various auxiliary members on the upstream side of the cleaning blade in order to improve the cleaning efficiency. A cleaning roller is disposed upstream of the cleaning unit and is brought into contact with the toner to promote the cleaning effect and prevent contamination of the photoreceptor surface (for example, JP-A-8-328441). And the like to promote the scraping effect.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, it has been known that it is effective to use a photoconductor having a hardened photoconductor surface for the purpose of achieving high image quality, high speed, and high stability of the electrophotographic copying machine and the printer. Specifically, a photoreceptor composed of a photosensitive layer obtained by polymerizing or cross-linking a hole transport compound with a compound having an unsaturated polymerizable functional group, or a photoreceptor having a photosensitive layer made of amorphous silicon is used.
[0008]
When these photoreceptors are charged by a charger, a photoreceptor is charged by a corona discharger or a photoreceptor is charged by bringing a charging member in contact with a voltage applied to the photoreceptor (JP-A-57-17826, Japanese Patent Laid-Open No. 58-40566) has been proposed and put to practical use. However, in each case, nitrogen oxide (NO x , NH 3 NO x Etc.), silicon oxide (SiO x ) Or sulfide oxide (SO x ) Is generated, and a phenomenon occurs that the contaminants adhere to the surface of the photoreceptor. When the photoreceptor is very hard, these contaminants cause various problems due to the accumulation of the contaminants without the photoreceptor surface material itself being scraped by a cleaning blade or the like. More specifically, since the contaminant is a low-resistance substance, the image flow is caused by lowering the resistance value of the surface of the photoreceptor. There has been a concern that the frictional force of the cleaning portion may be increased to cause poor cleaning (blading, chatter, curling, etc.) and damage to the cleaning edge.
[0009]
To address this problem, it is necessary to ensure the stability of the cleaning blade edge for a long period of time. Specifically, the frictional force generated between the cleaning blade and the photoreceptor surface is reduced by preventing the photoreceptor surface from being contaminated, and the lubricant is always supplied to the edge of the cleaning blade.
[0010]
For this purpose, various proposals have been made as cleaning blade auxiliary members. For example, by providing a layer containing an abrasive on the cleaning blade to remove contaminants in the vicinity of the edge portion, the abrasive effect is promoted by adding an abrasive to the one having a polishing function or by containing an abrasive in a sponge roller. The following is known (for example, JP-A-1-19874). However, in situations where contaminants do not easily adhere to the surface of the photoreceptor due to changes in the environment or the like, not only the contaminants but also the surface of the photoreceptor is polished. There was a problem that would. In addition, by polishing the contaminants adhering to the photoreceptor surface, the frictional force between the photoreceptor and the cleaning blade can be reduced, but the lubricant is not supplied to the cleaning edge, so the behavior of the cleaning blade becomes unstable and cleaning is performed. There has been a concern that image defects may occur due to chattering, squealing, and turning of the blade.
[0011]
On the other hand, there is also known a cleaning blade provided with a lubricating function by supplying a lubricant near the edge of the cleaning blade for the purpose of stabilizing the edge of the cleaning blade. However, on the hard photoreceptor surface, pollutants due to the discharge phenomenon increase in proportion to the discharge time. There was a concern about poor cleaning such as damage.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to cope with such a situation, and in a cleaning auxiliary device of an image forming apparatus in which a transfer blade is scraped from a photoconductor by a cleaning blade, two types having different particle diameters and shapes are used. By incorporating the fine abrasive particles into a sponge roller, a polishing function of removing contaminants due to a discharge phenomenon and a function of supplying a lubricant to a cleaning blade edge portion are provided. FIG. 3 shows a schematic diagram of the present invention.
[0013]
The sponge roller according to the present invention is a polishing unit that contacts the photoconductor at one or both of the upstream and downstream sides of the cleaning unit that contacts the surface of the image carrier, and rotates with a rotation speed difference with respect to the image carrier. It is.
[0014]
The sponge roller material is preferably a rubber material or a foam material. Suitable rubber materials include EPM, EPDM, norbornene rubber, NBR, chloroprene rubber, natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, chlorosulfonated polyethylene, hydrin rubber, urethane rubber, SBS and SEBS. As the foaming material, polystyrene, polyolefin, polyester, urethane and the like are suitable, and a flexible and low specific gravity foamed material is used. Air, nitrogen, argon gas, and the like can be sealed in the cell portion of the foam material.
[0015]
Two types of metal oxides having different particle sizes and shapes are used as abrasives. Specifically, one or two kinds of silica, alumina, titanium oxide, calcium titanate, strontium titanate, barium titanate, magnesium titanate, zinc oxide, zirconium oxide, chromium oxide, manganese oxide, iron oxide, ferrite, etc. Used in combination above.
[0016]
An abrasive which promotes the polishing function is large in diameter and irregular, and a small particle and spherical abrasive is used as a lubricating member. The average particle diameter of the large particle abrasive is preferably in the range of 3 to 10 μm, and the average particle diameter of the small particle abrasive is preferably in the range of 0.1 to 1 μm.
[0017]
Next, regarding the shape of the abrasive particles, the surface shape sphericity φ 0 It is described using. Surface area shape sphericity φ 0 Is defined as follows.
[Outside 1]
[0018]
The actual measurement of the BET specific surface area is performed by using, for example, a specific surface area meter Autosorb 1 manufactured by QUANTACHIROME. In the present invention, the surface shape sphericity φ of the large-grain abrasive which promotes the polishing function 0 Is preferably 0.3 to 0.5. It is considered that spherical particles having a certain degree of unevenness are more effective for gradually removing the adhesion of the discharge product to the photoconductor (FIG. 4A). Conversely, as a small particle size abrasive for imparting a lubricating function, it is preferable that the surface of the abrasive particles has few irregularities as shown in FIG. 0 Exceeds 0.9, and is preferably close to 1.0.
[0019]
As the amount contained in the sponge roller, taking into account that the content of the abrasive and the hardness of the sponge roller are inversely proportional, from the viewpoint of the polishing function and the life of the sponge itself, the amount of the abrasive relative to the weight of the sponge roller is considered. The amount is preferably 1 to 5 wt% for each of the large particle size and the small particle size abrasive.
[0020]
The image forming apparatus according to the present embodiment operates at an image forming speed, that is, a driving speed of the photoconductor of 100 to 300 mm / sec. It is preferable to rotate the external motor at a peripheral speed of -100% to 200% via an external motor and to make contact with a pressure of 30 to 300 gf / cm.
[0021]
The operation of the present invention will be described focusing on the effect on the photoconductor or the cleaning blade when the abrasive is selectively contained. FIG. 5 shows the contact angle of the photoreceptor surface and the amount of distortion of the cleaning blade when the contact pressure was changed when a sponge roller containing an abrasive having a large particle size and an amorphous shape alone was used. This shows that the contact angle of the surface of the photoreceptor can be maintained by adding an abrasive to the sponge roller, and the adhesion of contaminants due to discharge is reduced. The effect tends to increase in proportion to the contact pressure. However, in the case of a sponge roller containing only an abrasive having a large particle diameter, when the contact pressure P> 100 gf / cm, abrasion by the abrasive is observed in the circumferential direction of the photoreceptor, indicating that the contact pressure is too large. ing. Regarding the amount of distortion of the cleaning blade, the amount of distortion when the abrasive was contained was smaller than that without the abrasive. This is due to a decrease in the frictional force with the cleaning blade due to a decrease in the contact angle of the photoreceptor surface due to the inclusion of the abrasive.
[0022]
Next, a similar effect was examined when a sponge roller containing a mixture of the above-described sponge roller and a small particle size and spherical particle was used as an abrasive. FIG. 6 shows the results. The contact angle on the photoreceptor surface showed a further decreasing tendency, and it was confirmed that the polishing force increased. This is thought to be due not only to an increase in the polishing force due to the further mixing of the abrasive, but also to the fact that the abrasive of the small particle size extends over the details of the irregularities on the surface of the photoreceptor. Comparing the amounts of strain of the cleaning blades, the effect of reducing the amount of strain was slightly observed at P <80 gf / cm, but was significant at P> 80 gf / cm. At this time, by observing the vicinity of the edge of the cleaning blade, it was confirmed that an abrasive having a small particle diameter was present together with the developer. This is because the surface of the sponge roller containing a small particle diameter is scraped off by contact with a pressure of 80 gf / cm or more, and the shavings adhere to the surface of the photoreceptor and are supplied to the edge of the cleaning blade. It is considered that the frictional force between the photoconductor and the cleaning blade was further reduced by acting as a lubricant, and as a result, the amount of strain was reduced. When P> 80 gf / cm, scratches on the surface of the photoreceptor were observed, and no scratches due to the abrasive contained in the sponge roller were observed. It can be inferred that this is also a result of the abrasive having a small particle diameter acting on the sponge roller as a lubricant similarly to the edge portion of the cleaning blade.
[0023]
Next, the photoreceptor used in the present invention will be described. The structure of the photoreceptor of the present invention is such that a photosensitive layer and a protective layer are laminated on a conductive support in this order, and the protective layer contains at least a curable resin and conductive particles.
[0024]
In the present invention, examples of the conductive particles used for the protective layer include metals, metal oxides, and carbon black. These can be used alone or in combination of two or more.
[0025]
The average particle size of the conductive particles used in the present invention is preferably 0.3 μm or less, particularly preferably 0.1 μm or less from the viewpoint of the transparency of the protective layer.
[0026]
In the present invention, among the above-described conductive particles, it is particularly preferable to use a metal oxide from the viewpoint of transparency.
[0027]
Further, in order to improve the slipperiness of the photoreceptor surface, fluorine atom-containing resin particles can be dispersed. The molecular weight of the resin particles and the particle size of the particles can be appropriately selected and are not particularly limited.
[0028]
The surface of the conductive particles can be treated with a fluorine atom-containing compound or the like so that the fluorine atom-containing resin and the conductive particles are not aggregated with each other in the resin solution. By performing the surface treatment, it is possible to improve the dispersibility of the conductive particles and the fluorine atom-containing resin particles in the resin solution. Further, there is no secondary particle formation that occurs over time, and the dispersion stability is improved. Can be improved.
[0029]
In the present invention, as described above, as the binder resin for the protective layer, a curable resin is used from the viewpoint of the surface hardness of the protective layer, abrasion resistance, and scratch resistance, and is cured by electron beam irradiation. . This curable resin refers to a monomer or oligomer having a functional group that causes a polymerization reaction by the energy of an electron beam. A relatively large molecule having a repeating structural unit of a molecule of about 2 to 20 is an oligomer. Is defined as
[0030]
Examples of the functional group that causes the polymerization reaction include a group having a carbon-carbon double bond, a group that causes ring-opening polymerization, and a group that causes two or more types of molecules to react to cause polymerization.
[0031]
In particular, in the present invention, among those described above, an acryloyloxy group having a carbon-carbon double bond (CH 2 ＣＨCHCOO—) or a methacryloyloxy group (CH 2 = C (CH 3 It is preferable to use a resin containing (COO-).
[0032]
In the present invention, as described above, the curable resin of the photoconductor is cured by electron beam irradiation. When performing electron beam irradiation, any type of accelerator such as a scanning type, an electro curtain type, a broad beam type, a pulse type, and a laminar type can be used. When irradiating with an electron beam, irradiation conditions are very important for the photoreceptor of the present invention to develop electrical characteristics and durability. In the present invention, the acceleration voltage is preferably 250 kV or less, and optimally 150 kV or less. Also, the dose is preferably in the range of 1 Mrad to 100 Mrad, more preferably in the range of 3 Mrad to 50 Mrad. When the accelerating voltage is higher than the above, damage of the electron beam irradiation to the photoconductor characteristics becomes remarkable. If the dose is less than the above range, curing will be insufficient, and if the dose is too large, the photoreceptor characteristics will deteriorate.
[0033]
As to why a protective layer formed of a curable resin containing conductive particles exhibits good abrasion resistance and scratch resistance when cured by electron beam irradiation, no clear reason has been clarified. However, the following is considered from the merit of an electron beam compared with heat or ultraviolet rays.
[0034]
In the case of thermal curing, the amount of heat for completely curing the protective layer becomes considerably large, and the heat deteriorates the photosensitive layer itself existing under the protective layer, so that conventionally, a sufficient amount of heat cannot be provided. Since the protective layer was formed as it was, the hardness of the protective layer was insufficient.
[0035]
It is considered that when ultraviolet rays are used, the conductive particles absorb the ultraviolet rays and hinder the curing of the resin near the conductive particles. For this reason, conventionally, in the system of the protective layer in which the conductive particles are dispersed, many uncured portions occur in the micro portions in the protective layer, and the three-dimensional crosslinking reaction in the protective layer stops, It is considered that the macroscopic surface hardness of the entire protective layer also decreases.
[0036]
Further, in the case of the ultraviolet curing system, as described above, it is necessary to use a polymerization initiator in combination with the resin in order to cure, and in a system in which conductive particles are mixed, a large amount of polymerization is required. It has been found by the present inventors that the hardness cannot be increased without adding an initiator. Conversely, it is also known that the surface hardness of a system containing a large amount of a polymerization initiator more than necessary in a resin having no conductive particles is reduced. Even if the amount of the initiator is optimized, a material having a high hardness cannot be obtained, and the photoreceptor produced by the above method is considered to have poor abrasion resistance and scratch resistance.
[0037]
On the other hand, a protective layer that is cured by electron beam irradiation is advantageous because it is not necessary to add a polymerization initiator. In addition, the irradiation energy is very large compared to ultraviolet light, and the penetration depth of the electron beam to the sample is very deep, so that the resin near the conductive particles is cured and the protective layer can achieve high surface hardness. It is believed that the protective layer has good abrasion resistance and scratch resistance. Taber abrasion was 0.4-0.5 (mg / 1000 revolutions). The Taber abrasion test method is as follows. The sample is mounted on a sample table of a Taber abrasion tester (YSS Taber Yasuda Seisakusho), and two wrapping tapes (Fuji Photo Film product name: C2000) are mounted on the surface. A load of 500 g was applied to each of the worn rubber wheels (CS-0), and the weight loss of the sample after 1,000 rotations was measured with a precision balance. In the present invention, when the Taber abrasion is 0.1 or less, the cleaning property is deteriorated due to the problem of the surface properties of the photoreceptor. The chargeability deteriorates. Therefore, the Taber abrasion value of the photoconductor is limited to the range of 0.1 to 1.0. In this photoreceptor, the conventional OPC drum was able to cut about 10 to 40% of the total film thickness per 50,000 sheets, but by having the above-mentioned material in the surface layer, it was possible to suppress the cutting to 1 to 5%.
[0038]
Hereinafter, the structure below the photosensitive layer of the photosensitive member used in the present invention will be described.
[0039]
The configuration of the photosensitive layer or less according to the present invention is a configuration in which a charge generation layer containing a charge generation substance and a charge transport layer containing a charge transport substance are laminated in this order on a conductive support, or a configuration in which the charge transport layer is reversed. Any one of a single layer structure in which a charge generating substance and a charge transporting substance are mixed and dispersed in the same layer can be adopted.
[0040]
The photosensitive layer may be made of an inorganic photoconductive material instead of an organic photoconductive material, for example, Se or As. 2 Se 3 , A-Si, CdS and ZnO 2 Etc. can also be used.
[0041]
However, in view of characteristics such as residual potential as characteristics of the electrophotographic photoreceptor, a function-separated type photoreceptor having a configuration in which a charge generation layer and a charge transport layer of an organic photoconductive material are laminated is particularly preferable.
[0042]
When manufacturing the electrophotographic photoreceptor of the present invention, as the conductive support, a metal or alloy such as aluminum, stainless steel, paper, plastic, or the like is used, and the shape is applied to a cylindrical cylinder or a film. It can be arbitrary depending on the device. Alternatively, a conductive layer may be separately provided on a non-conductive support by a vapor deposition method or another method to be used as the conductive support.
[0043]
In the present invention, an undercoat layer having a barrier function and an adhesive function can be provided on the conductive support.
[0044]
The undercoat layer is used for improving the adhesiveness of the photosensitive layer, improving the coating properties, protecting the support, covering defects on the substrate, improving the charge injection property from the support, and protecting the photosensitive layer against electrical breakdown. It is formed. It is dissolved in a suitable solvent and applied on a support. The thickness at this time is preferably about 0.1 to 2 μm.
[0045]
Examples of the charge generating material used in the charge generating layer of the present invention include selenium-tellurium, pyrylium, thiapyrylium dyes, various kinds of central metals and crystals, and amorphous silicones described in JP-A-54-143645. .
[0046]
The charge generation layer is formed by well dispersing the charge generation substance in a binder resin and a solvent in an amount of 0.3 to 4 times, and then applying and drying a dispersion, or depositing the charge generation substance. It is formed as a film having a single composition such as a film. The thickness is preferably 5 μm or less, particularly preferably in the range of 0.1 to 2 μm.
[0047]
The charge transport layer formed on the charge generation layer is preferably formed by applying a solution obtained by dissolving the above-described charge transport material and an appropriate resin in a solvent, followed by drying. The resin can be selected from a wide range of binder resins, and a commercially available resin such as a polycarbonate resin, a polyarylate resin, or a polystyrene resin can be used, but is not limited thereto. These may be used alone or as a copolymer in one kind or as a mixture of two or more kinds.
[0048]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0049]
(Example 1)
1 is a schematic sectional view of an image forming apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a side sectional view of a cleaning apparatus according to the present embodiment, and FIG. 3 is a schematic view of a sponge roller of the present invention.
[0050]
(Image forming device)
The image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is an electrophotographic copying machine that forms an image on a recording medium in accordance with an image signal sent from a computer (not shown). The photoreceptor 2 of the image forming apparatus 1 is uniformly charged by the charging unit 3, and the laser oscillator 4 irradiates a light beam to the photoreceptor 2 according to an image signal. An electrostatic latent image is formed on a portion of the photoreceptor 2 irradiated with the light beam, and is developed by a developing device 5 with toner as a developer to be visualized.
[0051]
Sheets, which are recording media, are stacked in the cassette 6, are separated and fed one by one by a pair of feeding rollers 7, and are skewed by the pair of registration rollers 8 before reaching the photoconductor 2. The toner image carried on the photoreceptor 2 is transferred to a sheet by a transfer unit 9, sent to a fixing unit 11 by a conveyor belt 10, and fixed by heat and pressure to fix the image. It is discharged outside. The toner remaining on the photoconductor 2 after transferring the toner image to the sheet is removed by the cleaning device 13, and the photoconductor 2 is again used for image formation.
[0052]
(Cleaning device)
As shown in FIG. 2, the cleaning device 13 includes a casing 14 having an opening on the photoconductor 2 side, and a cleaning blade 15 made of urethane rubber or the like is attached to the opening by a support member. The edge portion of the cleaning blade 15 is in contact with the photoreceptor 2, and when the residual toner that has not been completely transferred by the transfer unit 9 reaches the edge, it is scraped off. A rake sheet 17 is attached to the lower portion of the casing 14 to prevent the scraped toner from dropping into the casing 14 and prevent the toner from flowing back to the photoreceptor 2 in a large amount.
[0053]
A screw is disposed in the casing 14 as a transporting unit 18 for discharging the residual toner, and the residual toner dropped into the casing 14 is transported in a direction perpendicular to the plane of the drawing and discharged from the cleaning device 13. I have. With this configuration, the inside of the casing 14 is not clogged with the residual toner due to the residual toner.
[0054]
Here, the setting of the cleaning blade 15 for the photoconductor 2 is a major factor that determines the cleaning performance. As shown in FIG. 3, the setting conditions for bringing the cleaning blade 15 into contact with the photoconductor 2 include a contact pressure and a contact angle β, a free length L, and a plate thickness t of the cleaning blade 15. This time, the cleaning blade 15 was brought into contact with the photosensitive member 2 at a contact pressure of 25 gf / cm. The thickness of the cleaning blade 15 was 1.6 mm, and the free length was 5 mm.
[0055]
When the photoreceptor of claim 1 was used, the contact angle of water on the surface of the photoreceptor for maintaining the cleaning property and the amounts of the developer and the lubricant supplied in the vicinity of the edge were examined. The use environment was a high-temperature, high-humidity environment, and a paper passing test was performed by changing the ratio of the printing area to the area of the paper. Under the condition where the sponge roller was not in contact, the contact angle of water decreased in proportion to the number of durable sheets, and the initial contact angle was 90 degrees, whereas the initial contact angle was 70 degrees after a 10,000-sheet passing test. After the apparatus was left overnight, image deletion was observed. At this time, the amount of distortion of the cleaning blade also increased in proportion to the number of durable sheets, and "turning" in which the cleaning blade was reversed in the contact direction when 10,000 sheets were durable was observed. FIG. 7 shows the results when the same study was performed by changing the printing area. The contact angle of water on the photoreceptor surface also tended to decrease, but the amount of distortion of the cleaning blade changed, and chipping was observed near the edge of the cleaning blade when the printing area was 8% or more. He was turned over, but did not turn. From this, it can be seen that the cleaning condition of the photoreceptor according to claim 1 can stabilize the behavior of the edge portion if the amount of the transfer residual developer supplied in the vicinity of the cleaning edge portion is 8% or more of the printing area. Suggests. From the above examination, when the photoreceptor according to claim 1 is used, in order to maintain the cleaning property, the contact angle of water in the paper passing test is 70 degrees or more, and the amount of the transfer residual developer supplied to the cleaning edge portion. Is required to have a frictional force with the photoreceptor and stability of behavior of the cleaning blade, which is equivalent to 8% or more of the printing area.
[0056]
Next, whether or not the sponge roller of the present invention has the effect of satisfying the above-mentioned conditions, using a sponge roller containing two types of abrasives, using a copier “trade name: CP660 (manufactured by Canon Inc.)” at room temperature and normal temperature An endurance test was performed on 10,000 sheets of paper passed under humidity (24 ° C., relative humidity 55%) and high temperature and high humidity (30 ° C., relative humidity 80%).
[0057]
FIG. 3 shows a sponge roller using this embodiment. The outer diameter was 16 mm, and the thickness of the core for winding the sponge roller was 10 mm. The material of the sponge roller was polyurethane rubber, and a closed cell type was used. Alumina powder contained in a sponge roller was used as an abrasive. As for the size of the particle size, those having a large particle size for promoting the polishing function have a diameter of 0.1 to 0.5 μm, and those having a small particle size for imparting polishing and lubrication have a diameter of 3 to 10 μm. Then, the mixture was mixed by 3% by weight with the sponge roller. Physical properties were measured according to JIS vulcanized rubber test method and found to be 40 ° in Asker C hardness. This sponge roller was brought into contact with the pressure of 100 gf / cm and rotated at 150% of the rotation speed of the photosensitive member.
[0058]
A sample image having a printing area of 5% was used, and a sponge roller without a sponge roller, a sponge roller containing an abrasive having only a large particle diameter, and a sponge roller containing an abrasive having a large particle diameter and a small particle diameter were used. The test was performed. As shown in FIG. 8A, the contact angle of water on the surface of the photoreceptor tended to gradually decrease with the increase in the number of durable sheets. When the sponge roller was not abutted, the contact angle was greatly reduced, and an image flow occurred after leaving the apparatus overnight from 2500 sheets below 70 degrees, and the cleaning blade turned up at 7500 sheets. When the sponge roller containing abrasive was used, the contact angle was reduced in the early stage of the paper passing test, but after that, it became constant and could be maintained at 70 ° or more, and the image flow was not observed even after leaving the apparatus overnight. I couldn't.
[0059]
As shown in FIG. 8B, the distortion amount of the cleaning blade does not change in proportion to the increase in the number of durable sheets in any case. Thus, the sponge roller which also contained the small particle size abrasive showed a greater effect. Comparing the absolute values, the amount of distortion was smaller than when a paper-passing test was performed on a sample equivalent to 8% print area, and the lubrication effect was greatly increased by containing the abrasive having a small particle size. Is shown. When the edge of the cleaning blade was observed with a microscope, it was confirmed that a sufficient amount of lubricant remained after 10,000 sheets had been used.
[0060]
From the above results, it was found that by using a sponge roller containing an abrasive having a large or small particle size, it was possible to obtain sufficient characteristics to satisfy the cleaning conditions when the photoconductor of claim 1 was used.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a large-grain abrasive having an effect of removing contaminants adhering to the photoreceptor surface due to a discharge phenomenon, and a small-grain abrasive for imparting lubrication properties to a cleaning blade edge portion. The use of a sponge roller containing a polishing agent having a large diameter and a high ability to scrape off contaminants on the photoreceptor and a high cleaning ability achieve a long life and high stability of the photoreceptor. At the same time, it greatly contributes to maintaining the life of the cleaning blade.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a cleaning member according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram of a sponge roller of the present invention.
FIG. 4 is an experimental result for explaining the operation of the present invention.
FIG. 5 is an experimental result for explaining the operation of the present invention.
FIG. 6 is an experimental result for explaining the operation of the present invention.
FIG. 7 is an experimental result for explaining the operation of the present invention.
FIG. 8 is an experimental result for explaining the operation of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Photoconductor
13 Cleaning device
14 Casing
15 Cleaning blade
15a support
15b Abrasive layer
15c Lubricant layer
16 rake sheet
A Photoconductor moving direction
17 core metal
18 sponge
19 abrasive
